Chłodzenie mikroprocesorów cieczą
Istniejące technologie chłodzenia zbliżają się już do granic możliwości technicznych, podczas gdy nanociecze wykazują znacznie lepsze właściwości termiczne w porównaniu z konwencjonalnymi chłodziwami. Opublikowane raporty z testów laboratoryjnych wskazują na zwiększenie wydajności o przeszło 40%. Zachodzące zjawiska nie są jednak dokładnie znane. Aby metodycznie zbadać potencjał chłodziw z nanocieczy, naukowcy powołali do życia projekt NANOHEX ("Enhanced nanofluid heat exchange"), który stanowi największy na świecie grupowy projekt badawczo-rozwojowy w tej dziedzinie. Badacze zajęli się recepturami chłodziw do chłodzenia centrów danych i elektroniki zasilania trakcji. Testy termiczne na różnorodnych nanocieczach umożliwiły opracowanie obszernej, największej jak dotąd bazy danych oraz wybranie dwóch rodzajów nanocząsteczek do dalszego dopracowania. Naukowcy przygotowali i zoptymalizowali dyspersje węglika krzemu (SiC) i tlenku glinu (Al2O3) w dwóch różnych cieczach rozpraszających: wodzie i wodnym roztworze glikolu etylenowego. Dla dyspersji nanocząsteczek w wodnym roztworze glikolu etylenowego uzyskano wzrost przewodnictwa cieplnego o 10–20%. Choć wynik ten nie dorównuje poziomom odnotowanym w warunkach laboratoryjnych, jest niewątpliwie obiecujący. Badacze stwierdzili też, że dodanie nanocząsteczek w istotny sposób wpływa na lepkość, co trzeba będzie uwzględnić w przyszłych badaniach. Zespół opracował model obliczeniowy umożliwiający prognozowanie wydajności termicznej nowatorskich nanocieczy na podstawie doświadczalnych pomiarów lepkości i przewodnictwa. Wykonano dwa urządzenia demonstracyjne do każdego planowanego zastosowania oraz przeprowadzono analizę cyklu życia i badanie wykonalności ekonomicznej. Wyniki wskazują, że zastosowanie chłodzenia nanocieczą w centrum danych przyniosłoby istotne korzyści dla środowiska w porównaniu z chłodzeniem konwencjonalnym. Przeprowadzono też symulację wykazującą, że wprowadzenie chłodzenia wodą mogłoby zwiększyć moc obliczeniową centrum danych ponad dwukrotnie, a zastosowanie nanocieczy dałoby wzrost o kolejne 10%, otwierając ważne nowe rynki dla technologii chłodzenia cieczą. Choć w przypadku elektroniki zasilania trakcji chłodziwa z nanocieczy nie zmniejszają wpływu na środowisko, ich zastosowanie mogłoby znacząco zwiększyć żywotność przetwornic. Wyniki modelowania i doświadczeń projektu NANOHEX pozwoliły zidentyfikować okazje rynkowe dla chłodziw z nanocieczy, które wykazują szczególnie duży potencjał w zastosowaniu do chłodzenia centrów danych. Opracowano też największą na świecie bazę danych właściwości termicznych nanocieczy oraz zestaw narzędzi symulacyjnych, co będzie mieć ogromne znaczenie dla dalszego rozwoju wydajnych i ekologicznych chłodziw z nanocieczy.
